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压轴题 12 光学 密度 难点分析
1. 光的反射、平面镜成像、光的折射动态问题分析;
2. 凸透镜成像:根据平行光折射过焦点或二倍焦距物像大小相等判断凸透镜焦距;
2.蜡烛、光屏和透镜在光具座上组装(三点共线);
3.根据物距、像距和焦距大小关系判断成像特点及应用;
4.蜡烛、透镜和光屏移动引起的成像规律分析;
5.测量固体和液体的密度.
一、凸透镜动态成像分析
1. 器材移动引起的动态分析:
(1)成实像时:物近像远像变大;物距减小(增大) →像距增大(减小)一像变大(变小);
(2)成虚像时:物近像近像变小;物距减小(增大)一像距减小(增大)一像变小(变大); (3)无论成实
像还是成虚像,物体离焦点越近,像越大.
2. 焦距变化引起的动态分析:
换不同的透镜、水透镜中注水、排水或者加镜片,其实质都是改变了透镜对光的会聚能力.
(1)换焦距更小的凸透镜、水透镜注水或在透镜前加远视镜片,都使光线提前会聚,像距减小,若
保持蜡烛和透镜位置不变,需将光屏向靠近透镜的方向移动才能再次得到清晰的像;
(2)换焦距更大的凸透镜、水透镜排水或在透镜前加近视镜片,都使光线延迟会聚,像距增大,若 保持蜡烛
和透镜位置不变,需将光屏向远离透镜的方向移动才能再次得到清晰的像.
二 、光屏上找不到像的原因
(1)“三心”不在同一直线上;
(2)物距等于或小于焦距;
(3)物距稍大于焦距,此时像距远大于二倍焦距,像超出了光具座.
三、测量固体的密度实验误差分析
1.引起误差的原因:
(1)实验仪器引起的:①游码没有归零、砝码磨损、物码颠倒、砝码生锈 →质量测量不准确;
②量筒读数仰视、俯视→体积测量不准确
(2)特殊物质引起的:物体是否存在间隙、附着气泡或有吸水性 →体积测量不准确
(3)实验步骤引起的:①先测体积后测质量,质量测量值偏大(固体上沾有水);
②测体积时将物体拿出后再读出原液体体积,体积测量值偏大(固体上沾有水)
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2.误差大小分析:由 知:①所测m ↑(或V↓)→p个;②所测m↓(或V↑)→p↓
四、特殊方法测固体密度
1. 有量筒、有天平(缺砝码)测固体密度:缺砝码→无法测质量→等效替代法→用天平测出与物体等 质量的
水→根据水的体积算出水的质量,进而算出物体的质量→计算物体的密度.
2. 有天平、无量筒测量固体密度:缺量筒→无法测体积→等体积法→烧杯中所加水的体积等于物体 的体积
→利用水的质量差算出加入水的体积,进而算出物体的体积→计算物体的密度.
3. 有量筒、无天平测量固体密度:缺天平→无法测质量→浮力法→物体漂浮时所受浮力大小等于重 力→利
用物体排开水的体积计算浮力,进而算出物体的质量→计算物体的密度.
4. 无天平、无量筒测量固体的密度:
①称重法:弹簧测力计称出物体的重力G₀ →弹簧测力计拉着物体浸没在水中示数为F → 物体所受浮力F
拉 浮
=G₀-F →排开水的体积等于物体体积→根据Fm=ρ gV 计算体积→计算物体密度;
拉 液 排
②漂浮法:物体漂浮时F =G→F =ρ gV →物体漂浮时排开液体的体积等于液面高度变化量 乘以容器底
浮 浮 液 排
面积→物体的体积等于其浸没后液面高度变化量乘以容器底面积(漂浮得质量,漫没 得体积)→计算物体密
度.
五、特殊方法测液体密度
1. 有量筒、有天平(无砝码):缺砝码→无法测质量→等效替代法→左右两烧杯质量相等→待测液体密度.
2. 有天平、无量筒:缺量筒 →无法测体积→等效替代法→烧杯中两液体体积相等一待测液体密度.
3. 有量筒、无天平:缺天平 →无法测质量→浮力法→控制容器在水中排开水的体积相同→漂浮时浮
力大小等于重力→待测液体密度.
4.无天平、无量筒:
①液体压强: 一密度已知液体(一般为水)某一点的压强大小→控制测量液体的压强与已知液体的压强相同
(如橡皮膜形变程度相同)→列等式联立计算;
②浮力法(双漂):物体在不同液体漂浮时所受浮力不变且等于其重力→F =G =F →列等式计算.
浮 物 浮液
目录:
01 光的反射、平面镜成像、光的折射动态问题
02 凸透镜成像规律
03 密度的综合分析(选填题)
04 平面镜成像实验
05 凸透镜成像实验
06 平面镜成像、凸透镜成像综合实验
07 测量密度实验 难点分析
08 光学、密度综合能力(信息)题
01 光的反射、平面镜成像、光的折射动态问题
1.(2024·湖北黄石·模拟预测)如图,两个平面镜相互垂直竖直放置,点光源在平面镜内成三个像,现让点光
源S在水平面内沿圆周顺时针运动,则可以观察到镜子内的三个像
A.全都做顺时针运动
B.全都做逆时针运动
C.一个顺时针运动,另外两个逆时针运动
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D.一个逆时针运动,另外两个顺时针运动
2.(2024·湖北荆门·模拟预测)如图所示,一束光在平面镜上发生反射,反射光恰好照在光屏的A处,若入射
光线保持不变,要让反射光照在光屏的B处,下列方法中可行的是( )
①只将光屏竖直向下移动一段距离
②只将平面镜水平向右移动一段距离
③只将平面镜水平向下移动一段距离
④平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°)
⑤只将平面镜绕入射点O逆时针转过一定角度(<90°)
A.①④ B.②⑤ C.③④ D.①⑤
3.(2023·四川绵阳·模拟预测)如图所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽
底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。
(1)水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点,注入一定量的水后,光点移至B处,这是由于光在水面处
发生了光的折射现象,此时入射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)角θ;
(2)为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量增加,若BC间距离为2cm,则水面高度的变化量△h
2cm(选填“>”“=”或“<”);
(3)如图所示,小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射,为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播,
则激光笔照射的方向应满足的条件是平行于DE,且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区 (选填
“①”“②”或“③”)内。
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02 凸透镜成像规律
4.(2023·内蒙古兴安盟·中考真题)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,某学习小组用如图甲所示的方法测
量凸透镜的焦距:正确安装并调节实验装置后,在光屏上得到一个清晰的像,如图乙所示。下列说法正确的是
( )
A.由图甲可知,该凸透镜的焦距是40.0cm
B.照相机成像特点与图乙中烛焰的成像特点相同
C.图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动,所成的像逐渐变小
D.图乙中若用黑纸片将凸透镜挡一半,光屏上成半个烛焰的像
5.(2023·山东泰安·二模)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上依次摆放蜡烛、凸透镜和光屏,如
图所示,此时烛焰在光屏上恰好成清晰等大的像。下列说法中( )
①凸透镜的焦距为20cm
②当蜡烛因燃烧逐渐变短,光屏上的像会逐渐向上移动
③若遮挡凸透镜的一部分,光屏上将得不到完整的像
④若在蜡烛和凸透镜之间放置一个老花镜,为得到清晰的像光屏应向左移动
A.只有②④正确 B.只有①②正确
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C.只有③④正确 D.只有②③正确
03 密度的综合分析(选填题)
6.(2023·山东菏泽·模拟预测)小明在研究物体的浮沉问题时,制作了一个空腔“浮沉子”,将其放入一个底
面积为S、水深为h 的薄壁柱形容器内,刚放入水中时,浮沉子恰好悬浮,此时水深为h,如图所示;一段时
0 1
间后,由于渗漏,空腔内开始进水,最后空腔充满了水,浮沉子沉底且完全浸入水中,此时水的深度降为h,
2
已知水的密度为ρ。则所制作的浮沉子( )
0
A.质量为ρ(h-h)S B.质量为ρ(h-h)S
0 1 2 0 2 0
C.材料的密度为 D.材料的密度为
7.(2023·福建福州·二模)如图a所示,一杯中已经装有50cm3的某种液体,打开龙头,向杯中继续注入该种
液体,杯子和杯中液体的总质量m 与从龙头中流出的液体体积V关系如图b所示。则下列说法正确的是(
总
)
A.杯子质量为90g
B.杯中液体密度1.25g/cm3
C.此杯子的容积为200mL
D.当V=100cm3时,杯子和液体的总质量为170g
8.(2023·江苏苏州·二模)一带小孔圆桶内装有待制的药料,通过桶转动持续搅拌药料,并用间歇性的水渗入
对其稀释。在桶壁等高位置对称均匀开有四个小圆孔,其截面图与侧面图如图甲、乙所示,将桶横放并绕水平
固定轴O均匀地顺时针旋转,每转一周所用时间 ,在距桶上边缘 处有一水龙头,若桶不转动,
水一滴一滴流出恰能滴入孔中,每隔 产生一滴水。桶转动时,观测发现,当第三滴水滴刚要下落时,
第一颗水滴恰好进入圆桶小圆孔。水滴可近似看成球体,水滴直径和桶上四个小圆孔直径均为 ,
,水的密度为 ,已知球的体积公式为 ,则当第一颗水滴恰好进入圆桶开始算起,
内滴入桶内的水的质量是(结果保留1位小数)( )
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A.3.1g B.4.7g C.9.4g D.6.2g
9.(2023·北京石景山·二模)青花瓷是中国瓷器的主流品种之一,如图甲所示,色白花青跃然于杯,小明想测
量这个厚壁(厚度不可忽略)敞口青花瓷杯的密度,他用电子秤测量出此杯的质量是 ,将底面积为
的圆柱形水槽内注入适量水,如图乙所示,再将青花瓷杯放入水槽内,静止时漂浮于水面上,此时水深为 ;
用细棒缓慢向下压杯,当杯口与水面相平时,水深 ,且水始终未溢出;再向下压青花瓷杯,瓷杯沉底,此
时水深 。已知水的密度 ,g取 。关于此过程,下列说法正确的是( )
A.容器内水的质量是
B.青花瓷杯最多可以装 的水
C.青花瓷杯的密度约是
D.细棒对青花瓷杯的最大的压力是
10.(2024·广西南宁·一模)某广场上的塑像由上方的名人塑像B和下方的底座A构成,整体可以简化为如图
甲所示的模型。A、B是质量分布均匀的柱形物体,底面积分别为 、 ,若沿水平方向将该模型切去
一部分,并将切去部分放在同一水平地面上,剩余部分对水平地面的压强为 , 与切去部分的高度h的关系
如图乙所示。则当 时,A对水平地面的压力大小为 N;B的密度为 。
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11.(2024·北京朝阳·一模)小阳将一个薄壁空水杯放在水平放置的电子秤上,如图甲所示,再将电子秤示数
清零 (按电子秤的清零键后,示数显示为零)。水杯中倒入适量的水后,如图乙所示,电子秤示数为m。用
1
细线系好小金属块,使其浸没在水中(不碰水杯),如图丙所示,电子秤示数为m。使金属块沉底并松手,如
2
图丁所示,电子秤示数为m。已知水杯的底面积为S, 水的密度为 。下列判断正确的是( )
3
A.乙图中,水对杯底的压强为
B.丁图中,金属块受到的浮力为
C.金属块的密度为
D.丙图与乙图相比,水杯对电子秤增加的压力大于
12.(2024·宁夏·模拟预测)如图甲为水的密度在0~10℃范围内随温度变化的图象,图乙为北方冬天湖水温度
分布示意图,根据图象及水的其他性质,下列分析判断正确的是( )
A.在0~4℃范围内,水具有热胀冷缩的性质
B.温度等于4℃时,水的密度最大,质量也最大
C.示意图中从上至下A、B、C、D、E处的温度逐渐降低
D.如果没有水的反常膨胀,湖底和表面的水可能同时结冰
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04 平面镜成像实验
13.(2024·陕西·二模)小明观察发现,在玻璃窗中可看到室内物体的影像,在将玻璃窗外推的过程中,可看
到窗里影像的位置在发生变化,如图甲。为了搞清楚原因,他进行了如下探究:
(1)如图乙,将白纸放在水平桌面上,再将茶色玻璃板竖直放置在白纸上。用玻璃板代替平面镜进行实验的目
的是为了便于确定 ;
(2)如图丙:①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B(与蜡烛A大小完全相同)竖立在玻璃板后
面移动,按照眼睛 (选填“①”、“②”或“③”)的位置观察光屏,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重
合,这说明像与物等大;
②移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块不透明的光屏,按照眼睛 (选填“①”、“②”或“③”)的
位置观察光屏,光屏上不能出现蜡烛的像,说明物体通过平面镜所成的像是 (选填“虚”或“实”)像;
(3)如图丁所示,小明在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k 和k,则
1 2
像k 的像距为 (选填“v 或“v”)。若在图丙中k 和k 两个像中间放置一块不透明的薄挡板,则小明
1 1 2 1 2
在蜡烛A这一侧透过玻璃板能看到 ;(选填“只有k、“只有k”或“k 和k”);
1 2 1 2
(4)如图戊所示,保持蜡烛A不动,将图乙中玻璃板绕竖直边CD垂直纸面逆时针(俯视)转动一个小角度至
虚线处,如图戊所示,则蜡烛∧的像应是在图中的 (选填“A”、“A”或A)位置;
1 2 3
(5)小明又将一枚硬币放在竖直的玻璃板前,硬币的像在a处,将平面镜平移至如图己所示的位置时,硬币的
成像情况是 (选填字母代号)。
A.硬币成像在a处
B.硬币成像在b处
C.硬币成像在c处
D.硬币无法通过平面镜成像
05 凸透镜成像实验
14.(2024·山东日照·一模)小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中。
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(1)如图甲所示,让平行光经过凸透镜后,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,由此可读出凸透镜的焦距是
cm;
(2)为了调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上,比较规范的是 (填选字母);
A.将三者分散排列,然后用目测的方法调节
B.将三者靠拢,然后用目测的方法调节
(3)如图乙所示,用该凸透镜做成像实验,把蜡烛放在距凸透镜18cm的位置,移动光屏,在光屏上形成清晰
的像,当给凸透镜戴上近视眼镜后,为使光屏上再次呈清晰像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移
动;
(4)若把蜡烛放在距凸透镜25cm的位置,移动光屏,在光屏上形成清晰的像A;接着把蜡烛放在距凸透镜
28cm的位置,再移动光屏,在光屏上形成清晰的像B.由实验可知像A (选填“大于”或“小于”)像
B;
(5)将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上(如图丙)做成像实验,记录每次成实像的物距u,像距v,物像间距
,绘出图丁(以f为长度单位),由图可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L 。经“百
度”发现,物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率 ,结合丙、丁两图,可知当物距
时, 。
15.(2024·广东珠海·一模)小明和小强利用一个凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验:
(1)如图甲所示,小明将一束平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,凸透镜的焦距是
cm。小强利用如图乙所示的手电筒正对凸透镜照射,调节光屏,也出现一个又小又亮的光斑,这个光斑与凸透
镜的距离 (选填“大于”“小于”或“等于”)凸透镜的焦距;
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(2)小明记录实验的部分数据如下表:
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的虚实
1 30 15 实像
2 20 20 实像
3 15 30 实像
4 6 虚像
以上实验表格中,第1次实验所成的是倒立、 的实像,生活中利用这个规律制成的光学仪器是
(举一个实例)。第1、2、3次实验所成的实像中,最大的是 (填实验序号);
(3)如图丙所示,小明将印有“亚洲通用航空展”图案的透明胶片,贴在发光手电筒前端玻璃上,正对着上述
凸透镜,调整位置,墙上出现一个清晰放大的“像”,若想要该“像”变得更大,则手电筒与凸透镜要
墙面(选填“靠近”或“远离”)。
16.(2024·内蒙古·模拟预测)某小组同学“探究凸透镜成像特点”的实验,其中凸透镜的焦距为 15cm。
(1)用如图甲所示的装置,将“F”光源先贴着凸透镜,然后光源逐渐远离凸透镜过程中 A、B、C、D、E是通
过凸透镜所看到的像。 则看到像的先后顺序正确的是( )
A.A→B→C→D→E
B.C→B→A→D→E
C. E→D→C→B→A
D.D→E→C→B→A
(2)凸透镜的焦距为 15cm,如图乙所示安装器材,当光源移至10cm刻度线处,移动光屏可以在屏上成清晰
的像。 将光源移至30cm刻度处时,在光具座上无论怎样移动光屏,都不能得到清晰的像,为了能让像呈现在
图乙所示的光屏上,下列做法可行的是( )
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A.保持蜡烛和透镜的位置不变,更换焦距大于 15cm凸透镜,在光具座上移动光屏
B.保持蜡烛和透镜的位置不变,在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜,在光具座上移动光屏
C.保持图乙中光屏位置不动,在光具座上移动透镜
(3)完成实验后,小红又做了一些实验研究。在装有一定量水的大烧杯中,放入一根塑料棒,从烧杯正前方相
同位置观察,当左右移动塑料棒过程中,不符合实际情况一幅图是( )
A. B. C. D.
06 平面镜成像、凸透镜成像综合实验
17.(2023·江苏无锡·中考真题)小红拿到一块玻璃透镜,仔细观察这块透镜,发现一面有螺纹,一面是光滑
的,她对此透镜进行了探究。
(1)她把该透镜靠近书上的“实验”二字,观察到如图甲所示的现象,由此可以判定该透镜是
(选填“凸”或“凹”)透镜;
(2)小红查阅资料后了解到,用如图乙所示的三棱镜组合可以描述该透镜对光的作用,请在图乙中画出平行光
入射两个三棱镜后出射光线的大致方向 ;
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(3)为探究该透镜的成像规律,小红将“F”光源、透镜、光屏放置在光具座上,调整好后,固定透镜位置,使
“F”光源从距离透镜较远处逐次靠近透镜,每次都调节光屏到透镜的距离,使“F”光源在光屏上成清晰的像,
将结果记录在下表中,则该透镜的焦距为 。当“F”光源位于如图丙所示位置时,光屏应适
当向 (选填“左”或“右”)移动,才能在光屏上得到清晰的像。
实验序
物距 像距 像的性质
号
1 30 15 倒立、缩小的像
2 20 20 倒立、等大的像
3 15 30 倒立、放大的像
(4)在了解了该透镜的成像规律后,小红用长方形不透明纸盒、平面镜、该透镜设计制作了一个投影仪,其剖
面图如图丁所示,平面镜与底面夹角为 ,平面镜的中心位于透镜的主光轴上,盒上方开一方形孔,将“F”
光源按照图示方式朝下平放在方形孔上、中心与平面镜中心在一条竖直线上,若盒子高度h为 ,为保证在
正对透镜前方的屏幕上能看到一个放大的投影,则盒子长度l的范围为 ,屏幕上所成的图
像形状是 。(选填“ ”、“ ”或“ ”)
07 测量密度实验 难点分析
18.(2024·重庆·一模)田田和花花同学想对未知物体的密度进行测量。
(1)她们将天平放在 ,游码移至标尺左端的“0”刻度线处,静止时指针偏向分度盘的右侧,调节
使指针对准分度盘中央刻度线;
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(2)天平调平后,田田对食用油的密度进行了测量。
①如图甲所示,将食用油倒入烧杯中,用天平测出烧杯和食用油的总质量151.4g;
②如图乙所示,将烧杯中食用油倒入量筒中,测出这部分食用油的体积 mL;
③如图丙所示,用天平测出烧杯和剩余食用油的总质量113.4g;
④计算出这种食用油的密度是 ;若在进行上述②步骤时,量筒壁上沾有较多的食用油,则会使食
用油密度的测量值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(3)近日金价屡创新高,花花妈妈在网上购买了一枚金灿灿的手镯,花花看到后提出疑问,手镯是黄金的吗?
他想到可以通过测量手镯的密度来进行判断。
①如图丁所示,将用细线系好的手镯(细线的体积、质量忽略不计)放入烧杯中,再缓慢倒入适量的水,在杯
壁标记水位,天平的示数为 ;
②如图戊所示,从烧杯中取出手镯,再向烧杯中加水至标记处,天平的示数为 ;
③如图己所示,再次将手镯浸没在水中且不与烧杯接触,此时水位升高,天平的示数为 ;
④根据上述测量结果可以计算出手镯的密度为 (选用字母符号 , , , 表示);若考虑手
镯从水中取出时沾了水,会使手镯密度的测量值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
⑤花花通过查阅资料得知纯金的密度是 ,通过正确的实验操作过程,测得以上手镯的密度明显小于
纯金的密度,准备投诉商家,但雷老师指出手镯仍有可能是纯金的,你认为其原因是: 。
19.(2024·江苏无锡·一模)小明使用免洗洗手液时,发现洗手液流动性较差,粘度较高。小明对这种洗手液
的密度进行了测量。
(1)实验前,将托盘天平放在 工作台上,游码移到标尺的“0”刻度线处,发现指针静止在如图甲所示
位置,此时应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
(2)将盛有适量洗手液的烧杯放在天平的左盘,天平重新平衡时,右盘所加砝码及游码位置如图乙所示,烧杯
和洗手液的总质量为 g;将烧杯中的部分洗手液倒入量筒,测得烧杯和剩余洗手液的总质量为 ;
经过一段时间后,观察到量筒内的液面如图丙所示,量筒内洗手液的体积是 mL,则洗手液的密度为
;
(3)小华认为上述的测量方法会存在较大误差,原因是 ;
(4)小华回到家后利用电子秤、烧杯、细线和一个实心铝块等器材再次对洗手液的密度进行测量。具体做法如
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下:
①在烧杯中倒入适量洗手液放置在电子秤上,如图丁所示;
②将系好细线的铝块缓缓浸没到洗手液中保持静止,洗手液未溢出,如图戊所示;
③将铝块缓慢沉底后松开细线,如图己所示,则这次测得洗手液的密度为 。( ,
不计细线质量,细线和铝块均不吸收洗手液)
20.(2023·辽宁丹东·中考真题)小潘和小明想知道鸭绿江水的密度。
(1)小潘利用天平和量筒进行了如下实验:
①将天平放在 桌面上,游码移到标尺左端零刻度线处,此时指针位置如图甲所示,向 调节平衡螺
母,直到天平平衡;
②向烧杯中倒入适量鸭绿江水,将装有江水的烧杯放在已调平的天平左盘,向右盘中加减砝码并调节游码,天
平再次平衡后,右盘中砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,则江水和烧杯的总质量为 g;
③将烧杯中的江水倒入量筒中一部分,如图丙所示,则量筒中江水的体积为 cm3;
④用天平测出剩余江水和烧杯的总质量为53.2g,则所测江水的密度为 kg/m3;
⑤在把烧杯中的江水倒入量筒中时,如果有几滴江水滴到桌面上,会导致所测江水密度值 (选填“偏
大”或“偏小”)。
(2)在没有天平的条件下,小明使用不吸水的木块(已知木块的密度为ρ )、细钢针和量筒,进行了如图丁
木
所示的实验:
①向量筒中倒入适量的江水,体积记为V;
1
②将木块轻轻放入量筒中,当木块静止时,液面对应的体积记为V;
2
③用细钢针将木块压入江水中,使其浸没,静止时液面对应的体积记为V;
3
④鸭绿江水密度的表达式ρ= 。(用V、V、V 和ρ 表示)
1 2 3 木
21.(2023·辽宁朝阳·中考真题)某实验小组的同学利用天平和量筒等器材测量一块玉石的密度。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端 处,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应向
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旋动平衡螺母,使横梁在水平位置平衡;
(2)将玉石放在天平的左盘中,向右盘中加减砝码并调节游码直到横梁恢复在水平位置平衡。此时,右盘中的
砝码和游码的位置如图甲所示,则玉石的质量是 g;
(3)向量筒中加入50mL的水,将玉石浸没在水中,液面的位置如图乙所示,则玉石的密度是
kg/m3;
(4)同组的同学认为不用砝码,使用天平、两个相同的烧杯、量筒和水(水的密度用ρ 表示)等器材也能测
水
出玉石的密度。请将实验步骤补充完整:
①在两个相同的烧杯中装入等量的水,分别放在已经调平的天平左右两盘中,如图丙所示;
②将拴好细线的玉石缓慢浸没在左盘烧杯的水中(不接触烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水直到横梁在水
平位置恢复平衡,记录加水的体积为V,如图丁所示;
1
③让玉石缓慢沉入到水底,松开细线, 直到横梁再次在水平位置恢复平衡,记录再次加入水的体积为
V;
2
④玉石密度的表达式为ρ= (用V、V、ρ 表示)。
1 2 水
22.(2023·辽宁本溪·中考真题)小毛在测量物质密度的实验中进行了如下操作:
(1)将天平放在水平台上,游码移至标尺左端零刻度线处,发现指针指向分度盘中线左侧,应该向 侧
调节平衡螺母,使天平在水平位置平衡;
(2)测量固体的密度:
①将石块放在天平的左盘,从大到小向右盘依次加减砝码,当加入最小砝码后,指针指向分度盘的左侧,接下
来的操作是 ,直至天平平衡;
②天平平衡后,右盘砝码及游码在标尺上的位置如图甲,则石块质量为 g;
③将石块放入量筒,水面的位置如图乙,取出石块后,量筒内水的体积为40mL,则石块的密度为
kg/m3,这样测出的石块密度将偏 ;
(3)小毛为测量未知液体的密度,设计了如下两个方案,请利用给定实验器材完成相应的实验步骤:(在两个
方案中,你只需选择一个方案做答即可)
方案一:器材有质量可忽略的薄壁平底的柱状杯、装有水的水槽、刻度尺;
①在柱状杯中加入适量的未知液体,使其漂浮在水槽中的水面上,如图丙,测出柱状杯中未知液体的深度h;
1
②接下来的操作是: 为h;
2
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③未知液体密度的表达式:ρ= (用所测物理量h、h 和水的密度ρ 表示);
1 2 k
方案二:器材有天平(已调平、无砝码)、刻度尺、胶头滴管、两个分别装有水和未知液体的相同平底柱状杯;
①测出杯中未知液体的深度为h,将装有未知液体的杯放在天平左盘,水杯放在右盘,天平右端下沉,如图丁
1
所示;
②接下来的操作是: 为h;
2
③未知液体密度的表达式:ρ= (用所测物理量h、h 和水的密度ρ 表示)。
1 2 k
08 光学、密度综合能力(信息)题
23.(2024·广东河源·一模)阅读短文,回答问题:
可调式眼镜
据调查,我国低视力近千万人,尤其是在儿童及青少年当中,患病率极高。全国学生体质健康调研最新数据表
明,我国小学生近视眼发病率为22.78%,中学生为55.22%,高中生为70.34%。更令人震惊的是,有份调查报
告称,因高度近视导致盲者已达30多万人。预防近视,珍爱双眼,注意用眼卫生,青少年要从我做起。人类的
眼睛很像一架照相机,如1图,眼睛与照相机的不同之处是:人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度,改变晶
状体的焦距来获得清晰的实像,如2图。如题3图所示,一项被称作“可调式眼镜”的新技术可以帮助人们不
用通过眼科医生就可以矫正自己的视力。这种眼镜的镜片中含有一种液体,通过调节此液体的含量,镜片的形
状会随之改变,如4图所示,改变滑块的位置就可实现镜片形状的变化。
(1)由短文可知,人的眼睛是通过调节晶状体的 ,从而改变晶状体的焦距来获得清晰倒立、
的实像;
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(2)其实可调式眼镜的想法也是一种仿生学研究的成果,人眼睛的晶状体就是根据观察对象自动调节的可调式
镜片,通过眼部肌肉调节晶状体可以实现的功能的是 ;
A.帮助我们看清不同亮度的物体 B.帮助我们看清不同颜色的物体
C.帮助我们看清不同距离的物体 D..帮助我们看清不同大小的物体
(3)2图是不同位置处的两个物体的成像示意图,由图得出:眼睛看近处的物体时,晶状体的焦距
(选填“变大”、“变小”或“不变”)。人眼若长期观察近处物体,会造成晶状体过度弯曲,形成
(选填“远”或“近”)视眼,当他看远处物体时,像会成在视网膜的 (选填“前”或“后”)方;
(4)按如4图所示,近视眼患者如果用“可调式眼镜”加以矫正,应将滑块从中间逐渐向 (选填
“左”或“右”)移动,直至看清物体。
24.(2024·广东江门·一模)阅读下列短文,回答问题。
智能汽车
汽车是我们生活中的代步工具,随着科学技术的发展,汽车也越来越智能化。冬天,汽车能自动启动除雾功能,
向前挡风玻璃吹出热风,能够判断车与障碍物的距离,充分提高了行车安全性。车窗的“智能玻璃”能自动调
节透明度(简称HUD,如图甲所示)。HUD利用平面镜成像原理(如图乙),将显示器上的重要行车数据通
过前挡风玻璃投射在正前方,从而避免分散注意力,确保驾驶安
(1)汽车雷达启动后能发出 (选填“超声波”或“次声波”)信号,利用该信号的发射与接收的时
间差能够判断车与障碍物的距离。
(2)冬天行车时,汽车挡风玻璃的 (选填“内”或“外”)侧容易出现一层白雾;
(3)“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度。经测算,车外光照度和玻璃透明度的关系图像如
图丙所示,当车外光照度为120Lx时,“智能玻璃”的透明度会自动调节为 %;
(4)已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面
夹角为 度;
(5)汽车前灯的反光装置看起来像一个银碗,它相当于 (选填“平面镜”“凹面镜”或“凸面
镜”),有了它,可以使射出的光线接近于平行光。
25.(2024·广东深圳·二模)阅读短文,回答问题:
呵护学生健康、共筑近视防线——教室护眼灯
近年来,学生近视多发并呈现低龄化的现象引起广泛关注。为保护青少年和儿童的视力,深圳很多学校在政府
及其学校领导的重视之下,率先做出改变,将原本容易造成近视的日光灯改造成了护眼灯。
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教室护眼灯的外观图如图乙所示,它工作时光线柔和,基本无可视频闪,也就是在相同时间内闪烁的次数比较
多,人眼几乎感觉不到,且不会产生刺眼的眩光,能有效预防近视的发生。常见的眩光类型有直接眩光、反射
眩光和光幕眩光,直接眩光由灯具产生,反射眩光和光幕眩光主要由高反射物体表面产生。
教室护眼灯是采用双侧发光的方式,光源放在灯具的两条长边上,发出的光由两侧的导光板向中央传播,在没
有导光点的导光板上,光不能从导光板表面射出,起不到照明作用。当遇到导光板底部的导光点时,改变了光
线的传播方向,由导光板的正面射出,如图丙所示。最后通过扩散膜、微晶防眩板均匀射出。
教室护眼灯在工作时也会产生热量,研究表明护眼灯灯珠的电阻随温度的升高而减小,如图丁是温度为 时护
眼灯灯珠工作时的电流与电压的关系图像。当电路中加载一定的电压或工作电压超过某一特定值时,微小的电
压变化会造成电流的急剧变化,进而导致护眼灯过度发热而损坏,因此要给护眼灯配制合理的电源进行供电。
(1)如图甲所示,患近视的同学看远处物体时,成像在视网膜前,要使像成在视网膜上,应戴合适的
(选填“凸”或“凹”)透镜制成的眼镜;
(2)教室里,各盏护眼灯之间的连接方式是 联;
(3)护眼灯与白炽灯在发光时相比不会产生眩光,白炽灯产生的眩光属于 眩光;
(4)导光板材料主要利用了下列哪种物理属性 ;
A.导电性 B.导热性 C.磁性 D.透明度
(5)当护眼灯灯珠的温度由 升高到 时,电流与电压的关系图像应在丁图像中的 (填“左侧”“右
侧”或“原处”);
(6)下列四种不同电源输出的电流或电压随时间变化关系的图像,最符合护眼灯灯珠工作特性要求的供电方案
是 。
26.(2024·广东江门·一模)阅读下列短文,回答问题。
智能汽车
汽车是我们生活中的代步工具,随着科学技术的发展,汽车也越来越智能化。冬天,前挡风玻璃上出现白雾时,
汽车能自动启动除雾功能,向前挡风玻璃吹出热风,一会儿白雾就消失了。车身配有多个雷达,能够判断车与
障碍物的距离,充分提高了行车安全性。车窗的“智能玻璃”能自动调节透明度,使车内有良好的亮度和温度。
汽车还设计了抬头显示系统(简称HUD,如图甲所示)。HUD利用平面镜成像原理(如图乙),将显示器上
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的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方,驾驶员可以不用低头就可以看到车辆行驶信息,从而避免分散
注意力,确保驾驶安全。
(1)汽车雷达启动后能发出 (选填“超声波”或“次声波”)信号,利用该信号的发射与接收
的时间差能够判断车与障碍物的距离;
(2)冬天行车时,汽车挡风玻璃的 (选填“内”或“外”)侧容易出现一层白雾;
(3)“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度。经测算,车外光照度和玻璃透明度的关系图像如
图丙所示,当车外光照度为120Lx时,“智能玻璃”的透明度会自动调节为 %;
(4)已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上,通过挡风玻璃成垂直于水平面的像,则挡风玻璃与水平面
夹角为 度;
(5)汽车前灯的反光装置看起来像一个银碗,它相当于 (选填“平面镜”“凹面镜”或“凸面
镜”),有了它,可以使射出的光线接近于平行光。
27.(2024·江苏南通·一模)阅读短文,回答问题
中国航天梦
中国航天梦梦起明朝的万户,他是利用火箭飞天第一人。新中国航天是从1956年开始的,至今有三大里程碑。
(1)1970年中国第一颗人造卫星东方红1号升空;(2)2003年,中国神舟五号载人飞船升空;(3)2007年
嫦娥一号成功奔月。
如图甲是运载火箭的发射场景。航天材料的选择需要考虑多方面的因素,为使火箭搭载的飞船更轻巧更坚硬,
其外壳和部分零件由钢制改为钛铝合金。物体的热胀冷缩也是需要考虑的重要因素之一,当物体温度改变1摄
氏度时,其体积的变化与它在0℃时体积之比,叫做“体积膨胀系数”或称“体胀系数”,符号用a表示。
如图乙是我国航天员王亚平通过“天宫课堂”向我们展示张嘴吞空中水珠的有趣画面,图丙是她做水球注入空
气实验,我们看到一正一反两个她的头像。
2018年我国成功发射了人类史上首个月球信号中继卫星“鹊桥”;同年又将嫦娥四号探测器送入太空,成为人
类史上首个着陆于月球背面的无人探测器,如图丁是它携带的月球车“玉兔二号”,利用其底部6个带齿纹的
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轮子顺利在月背表面行驶,它配有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等科学探测仪器,总质量仅135kg。
(1)在空间站,王亚平开展太空实验教学,她从注射器挤出一滴水,由于分子之间存在 ,使漂浮在
太空舱的水滴呈现完美的球形;如图丙中实验现象,正立的像是由于气泡挤压水而形成的 透镜成的虚
像,若王亚平远离水球,则倒立的像会 (选填“变大”、“变小”、“不变”);
(2)下列说法正确的是 ;
A.火箭升空与轮船在水中前进的原理相同
B.太空中能看到蓝色的地球是因为地球是光源
C.空间站应尽量使用体胀系数较大的材料制作
D.宇航员在空间站工作时需要通过无线电交谈
(3)已知物体在月球上的重力只有地球上的 ,则地球上质量为135kg的“玉兔二号”月球车在月球上的质量
为 kg,若月球车每个轮子触月面积按100cm2计算,则它对月球表面的压强为 Pa(地面上g
取10N/kg);
(4)某钛铝合金材料体胀系数a=1.2×10-5/℃,该材料制成零件0℃时体积为1dm3,0℃升温至10℃,体积变化
了 cm3;
(5)制作钛铝合金零件时,采用先进的3D激光打印技术,在高能激光的作用下,金属钛和铝先
(填物态变化名称)成液态,然后按零件形状重新结晶某钛铝合金零件,质量为216g;若用等体积的钛制成,
质量为324g;若用等体积的铝制成,质量为162g,则这个零件中铝与钛的体积之比为 。
28.(2024·云南红河·一模)水的反常膨胀对水下生物的意义。一般物质由于温度影响,其体积为热胀冷缩。
但也有少数热缩冷胀的物质,如水、锑、铋、液态铁等,在某种条件下恰好与上面的情况相反。
实验证明,对0℃的水加热到4℃时,其体积不但不增大,反而缩小。当水的温度高于4℃时,它的体积才会随
着温度的升高而膨胀。因此,水在4℃时的密度最大。
湖泊里水的表面,当冬季气温下降时,若水温在4℃以上时,上层的水冷却,体积缩小,密度变大,于是下沉
到底部,而下层的暖水就升到上层来。这样,上层的冷水跟下层的暖水不断地交换位置,整个的水温逐渐降低。
这种热的对流现象只能进行到所有水的温度都达到4℃时为止。
当水温降到4℃以下时,上层的水反常膨胀,密度减小,于是冷水层停留在上面继续冷却,一直到温度下降到
0℃时,上面的冷水层结成了冰为止。所以,水从上面结冰,而不是从水底开始结冰。以上阶段热的交换主要形
式是对流。
当冰封水面之后,水的冷却就完全依靠水的对流方式来进行热传递。由于水的导热性能很差,因此湖底的水就
不会结冰。这种水的反常膨胀特性,保证了水中的动植物,能在寒冷季节内生存下来。这里还应注意到,冰在
冷却时与一般物质相同,也是缩小的。受热则膨胀,只有在0℃到4℃的范围内的水才显示出反常膨胀的现象来。
(1)水在 ℃时,密度最大;
(2)当水面温度达到4℃并持续下降,上层水的密度 下层水的密度(选填“ ”“ ”或“ ”);
(3)当水下降到0℃并开始结冰,水从 开始结冰(选填“上面”或“下面”);
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(4)所以当水面的温度已经低于0℃结冰了,而水底的温度 0℃(选填“ ”“ ”或“ ”),保证了
水中的动植物,能在寒冷季节内生存下来。
一、单选题
1.(2024·安徽阜阳·一模)小芳观察“光的折射”实验现象时,作图记录光在界面同时发生反射和折射的光路
图,但没有标出光传播的方向(如图所示,ON是法线)。由图中信息可知( )
A.OB一定是反射光线
B.若OA远离法线,OB也远离法线,OC靠近法线
C.入射角一定是30°
D.折射角一定是60°
2.(2024·安徽合肥·一模)如图所示为商场门口的广告投影灯及其内部结构,它主要由光源、广告片和焦距为
f的凸透镜组成,下列说法正确的是( )
A.该广告灯的成像原理与投影仪相同
B.地面上的广告图标是正立放大的虚像
C.为了能从不同角度看见广告图标,应选择光滑的地面
D.广告片到镜头的距离应大于2f
3.(2024·河北秦皇岛·一模)如图,小明在暗室中将红色和蓝色透明玻璃部分重叠放置,在玻璃的右侧放白纸。
让太阳光照射到玻璃片上,白纸上A、B、C三个区域呈现的颜色为( )
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A.A区域黑色 B.B区域黑色
C.C区域黑色 D.B区域白色
4.(2024·河北秦皇岛·一模)小明在水槽底部放上硬币,将塞紧塞子的空薄壁试管如图贴近水面。逐渐向下平
移,从正上方观察,发现当试管下部浸入水中后,硬币突然变小了,随着浸入体积增大,像逐渐变小,但一直
是正立的。于是,他得到了“凸透镜还能成正立、缩小像”的结论。以下操作方案能用来检验小明观点的是(
)
A.将试管注满水塞紧后向下平移,观察槽中水底硬币的成像情况
B.将试管注满水塞紧后向下平移,观察空水槽底硬币的成像情况
C.将空试管塞紧后向下平移,观察置于空水槽底硬币的成像情况
D.将空试管塞紧后固定在水槽中部,加水并观察硬币的成像情况
5.(2024·安徽·二模)探究“凸透镜成像的规律”的实验时,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上图示位置时烛焰
恰能在光屏上成清晰的像(像未画出),则下列说法正确的是( )
A.图中成像原理与投影仪成像原理相同
B.取走光屏,保持蜡烛和凸透镜位置不变,从凸透镜右侧适当位置可看到烛焰倒立、缩小的实像
C.凸透镜不动,只将蜡烛移到20cm刻度线处,光屏向左移动到适当位置才能呈现清晰的烛焰像
D.在蜡烛和透镜之间放一个老花眼镜,光屏向右移动到适当位置才能呈现清晰的烛焰像
6.(2024·江苏南京·模拟预测)将物体放在距凸透镜 处时,可在凸透镜另一侧的光屏上成一个倒立、放大
的清晰像。现将该物体向凸透镜移近 ,关于凸透镜的焦距以及再次成像,以下说法正确的是( )
①凸透镜的焦距可能为 ;
②凸透镜的焦距可能为 ;
③将光屏远离透镜移动适当距离,一定能再次成倒立、放大的清晰像;
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④将光屏远离透镜移动适当距离,可能在光屏上不能再次成像
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
7.(2024·安徽池州·二模)如图所示,在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛和凸透镜之间的距离为26cm
时,在光屏上得到一个清晰缩小的实像。下列说法正确的是( )
A.在凸透镜与蜡烛之间加近视眼镜时,要使光屏上得到清晰的像,光屏应向左移动
B.保持蜡烛和光屏位置不动,缓慢向右移动凸透镜到某个位置,可以再次在光屏上得到清晰的像
C.先将蜡烛移至光具座上30cm刻度线处,然后向右移动光屏,光屏上可以得到清晰的像
D.将蜡烛远离凸透镜时,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏靠近凸透镜
8.(2024·江苏苏州·模拟预测)小明在光具座上从左向右依次放蜡烛、凸透镜、光屏探究凸透镜成像的规律,
实验数据如下表。下列说法正确的是( )
实验次数 1 2 3 4 5
物距 u/cm 60 30 20 15 12
像距 v/cm 12 15 20 30 60
A.该凸透镜的焦距为 20 cm
B.从第 1 次实验到第 5 次实验,成在光屏上的像越来越大
C.当物距 u=45cm 时,移动光屏,可在光屏上成倒立、放大的实像
D.第 5 次实验后,在贴近凸透镜左侧放一眼镜片,向右移动光屏,能在光屏上成清晰的像,则眼镜片对
光起会聚作用
二、填空题
9.(2024·甘肃武威·模拟预测)如图,在探究凸透镜成像规律实验中,凸透镜、蜡烛、光屏放在同一直线上。
当烛焰在B点时,成像在A点;当烛焰在A点时,成像在C点,则凸透镜一定固定在 (选填“A、B”
或“B、C”)之间,两次成像的虚实情况 (选填“相同”或“不同”)。
10.(2024·陕西·二模)我国科学家研发的固体浮力材料已成功用于万米深海探测,为深潜器提供浮力,技术
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水平居于世界前列(直径很小的空心玻璃球)。若用质量为120g,密度为2.4g/cm3的玻璃制成“微球”后和粘
合剂黏合制成一块固体浮力材料,其内部结构的放大示意图如图所示粘合剂的密度为1.2g/cm3,粘合剂体积占
固体浮力材料总体积的20%,制成后的固体浮力材料密度为0.48g/cm3,这块固体浮力材料中粘合剂的质量为
g,这块固体浮力材料中空心部分的体积为 cm3。
11.(2024·陕西西安·三模)小明测得一个熟鸡蛋的质量52.5g,放入装满水的溢水杯中,溢出50g水,可知鸡
蛋的密度为 ,鸡蛋浸没入水中后不断下沉,下沉过程中浮力 (选填“变大”、“变小”或
“不变”)。将此鸡蛋投入酒精中,将受到 N浮力。小慧在粗细均匀的木棒一端缠绕细钢丝(体积不
计)制成简易密度计,且放在液体中时均能竖直漂浮,露出液面的高度用h表示(如图所示)。该密度计放入
酒精中静止时, ;放入水中静止时, 。当该密度计放入密度 的液体中静止时, 为
。
12.(2024·湖南长沙·一模)如图所示,甲、乙是两个完全相同的底面积为 、高为10cm的柱形容器,分
别装有体积相同的水和酒精,液体的深度都是9cm,此时水对甲容器底部的压强为 Pa,乙容器中酒精的
质量为 kg。将一底面积为 的圆柱体A轻放入甲容器中,溢出280g的水;将它取出擦干后,再轻轻
放入乙容器中,溢出240g的酒精,则圆柱体A的密度为 。( ,
,g取 )
三、实验题
13.(2024·广东肇庆·一模)明明用如图甲所示的装置“探究平面镜成像时,像的位置和物体的位置有什么关
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系”。A、B是两支外形相同的蜡烛,M是有一面镀膜的玻璃板。镀膜玻璃也称反射玻璃,是在玻璃表面涂镀
一层合金或金属化合物薄膜,镀膜后增强了对光的反射,又能保证一定的透光性。
(1)用镀膜的玻璃板代替平面镜做实验的目的是为了方便确定 的位置;
(2)将白纸放在水平桌面上,将玻璃板与纸面 (选填“垂直”或“平行”)放置。沿着玻璃板在纸上画
一条直线,代表平面镜的位置;
(3)将蜡烛A放在玻璃板前,用蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。如图乙所
示,在蜡烛A靠近玻璃板一侧记下物体的位置A,应该在蜡烛B (选填“靠近”或“远离”)玻璃板一
1
侧记下像的位置B;
1
(4)改变蜡烛A的位置重复实验,三次实验在白纸上记录的像与物对应的位置如图丙所示。将白纸沿放置玻
璃板的直线对折,发现点B 和A,B 和A,B 和A 基本重合。由此可以得出的结论是:平面镜成像时,①像
1 1 2 2 3 3
与物到镜面的距离 ,②像与物连线与镜面 ;
(5)完成上述实验后,小明反思实验过程,提出一个质疑:实验中利用玻璃板镀膜的那一面成像,应该在镀膜
那一面下边划线,作为平面镜的位置,怎样判断玻璃板哪面镀膜呢?小组同学讨论出一种方法:将铅笔尖分别
贴在玻璃板的左右两面。观察到铅笔较清楚的像如图丁所示,由此可以判断镀膜在玻璃板的 (选填
“左”或“右”)面。
14.(2024·江苏无锡·一模)小明用如图甲所示的装置“探究凸透镜成像特点”,其中凸透镜的焦距为15cm,
实验时小明在坐标纸上记录了蜡烛与光屏上像的位置和大小,如图乙所示(带箭头的线段表示物或像,A’、
B’分别表示蜡烛在A、B时像的位置);
(1)从图乙可以看出,蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立的、 的、 (填像的
性质)像;
(2)当把蜡烛放在C位置时,小明在光具座上无论怎样移动光屏部不能得到清晰的像。为了让蜡烛在C位置
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的像能成在光具座上的光屏上,他采用了两种做法;
做法一:保持蜡烛和透镜的位置不变更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像;由此推断
此透镜焦距 (选填“>”“<”或“=”)15cm,更换的凸透镜会聚光的能力比较 (选填
“强”或“弱”);
做法二:保持蜡烛和透镜的位置不变,在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又
出现了清晰的像。由此实验联系实际可推知,远视眼的晶状体焦距较 (选填“大”或“小”),将
近处物体的像成在视网膜 (选填“前”“后”)方;
(3)小华在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距u随时间t的变化图像如图丙所示,则像
距v与t的大致变化关系为丁图中的 。
15.(2024·陕西西安·模拟预测)小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、等实验器材探究凸透镜成像的
规律:
(1)如图甲所示,小明将一束平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上形成一个最小最亮的光斑,该凸透镜
的焦距为 cm;实验时,把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,为使像成在光屏中央,应将烛焰、凸透
镜和光屏三者中心调到 ;
(2)小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处,如图乙所示,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像
是倒立、 的实像;
(3)在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰
的像变得模糊不清,此现象可以体现 (选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况;
(4)一份调查报告显示,我国儿童青少年总体近视率为52.7%。为了探究“近视眼的形成原因和矫正方法”,
小明选择了如下器材:蜡烛(模拟所视物)、水透镜(模拟人眼晶状体,并与注射器相连)、光屏(模拟人眼
视网膜)、光具座等。)如下图甲所示,将点燃的蜡烛置于水透镜前某一位置时,在光屏上得到了烛焰清晰的
像,此时所成的像在生活中的应用是 ;
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(5)向水透镜内继续注水,发现光屏上已无烛焰清晰的像。如上图乙所示,小明在水透镜前放置一个
(选填“近视镜”或“远视镜”),发现光屏上再次得到烛焰清晰的像。若撤去放置的镜,应将光屏
(选填“靠近”或“远离”)水透镜,才能得到清晰的像。
16.(2024·辽宁·一模)某同学先将凸透镜靠近自己的脸,然后将凸透镜逐渐远离,对面的同学们观察到如图
(a)所示的现象,于是同学们对凸透镜成像的规律进行了探究。所用的器材有:高为5cm的“F”形发光体、焦
距为10cm的凸透镜、光屏、光具座、刻度尺。
【问题】
根据观察到的现象,同学们猜想凸透镜所成像的性质与 有关;
【证据】
(1)设计的表格如下,表格①处应填入的内容是 ;
像的性质
实验次
物距/cm 像距/cm 物高/cm ①
放大或缩
数
倒立或正立 实像或虚像
小
1
(2)将发光体、凸透镜和光屏从左至右依次放置在光具座上,并调节三者的中心大致在 ;把发光体放
在距凸透镜较远的地方,然后逐渐移近,观察成像情况,把实验中得到的数据和观察结果填入表格;
【解释】
将表格中的信息按像的性质分类后,将物与像的位置标记在图(b)中;
推理可知,当物距与焦距的关系满足 时,成倒立、缩小的实像,下面情景遵循该成像规律的是
;
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A.同学们看到光屏上出现了窗户经凸透镜所成的完整的像
B.同学们用凸透镜靠近手指观察自己的指纹
【交流】
交流时,某同学建议换用直径更大的凸透镜(焦距为10cm)做实验,这样做的优点是 。
17.(2024·河北邯郸·一模)小明在家庭实验室里对一规则物块的密度进行探究。
(1)他先将物块拿在手中掂量了一下,感觉比较轻;再将物块放入水中,发现能漂浮在水面且不吸水,从而表
明了该物块的密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度。
(2)他从家庭实验室找来烧杯(底面积为S)、量筒、记号笔、足够的水(水的密度 )、细
针,来测量该物块的密度。其操作步骤如下:
①向烧杯中注入适量的水,将物块放入水中,静止时如图甲所示,用记号笔在烧杯水面处作标记A。
②用细针将物块全部压入水中,用记号笔在此时烧杯水面处作标记B,如图乙所示。
③从水中取出物块,在量筒中倒入 的水。
④将量筒中的水缓慢倒入烧杯中至标记A处,此时量筒内剩余水的水面如图丙所示,则量筒内剩余水的体积
为 mL,由此可计算出该物块的质量为 g。
⑤继续将量筒内的水倒入烧杯至标记B处,量筒内剩余水的体积 为40mL,由此可计算出该物块的密度为
。
(3)小明完成实验后,将该物块放入另外一个盛有其他液体的同规格的烧杯中,此液体体积与(2)①中烧杯
中水的初始体积相同,发现物块仍漂浮在液面上,此时液面高出A点的距离为h,由此可知该液体的密度
(选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度,该液体的密度 可表示为 (用 、 、S、h、
表示)。
18.(2023·云南昆明·三模)用天平和量筒等器材测量食用油的密度,实验步骤如下:
A.实验基本操作:
(1)天平调好后,将盛有食用油的烧杯放在天平的左盘,在右盘中添加砝码并拨动游码,天平平衡时,游码位
置和所加砝码如图1甲所示,则烧杯和食用油的总质量是 g;
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(2)将烧杯中一部分食用油倒入量筒中,液面位置如图1乙所示,倒出的食用油体积为 mL;
(3)用天平测出烧杯和剩余食用油的质量为41g,则该食用油的密度为 kg/m3。
B.实验误差分析:
(4)若将食用油倒入量筒时有一部分食用油溅出,会使测得食用油的密度 (选填“偏大”、“偏小”
或“相等”);
C.特殊方法测密度
(5)实验中量筒被摔碎了,老师说只用天平也能测量出食用油的密度。某组同学添加了两个完全相同的烧杯和
适量的水,设计了如下实验步骤,请你补充完整:
①调节好天平,用天平测出空烧杯质量为m;
0
②将一个烧杯装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m;
1
③将另一个烧杯装满食用油,用天平测出 的总质量为m;
2
④根据测得的物理量写出该食用油的密度的表达式:ρ= (用m、m 和ρ 表示)。
0 1 水
(6)小明同学在家里想测量食用油的密度,但没有天平,于是他利用如图2所示的器材进行实验。
①将两个相同的小桶分别挂在均匀支架两端的A、B点上,已知O是支架中点,AO=OB。
②先将适量的食用油倒入左边的小桶中,在右边的小桶中慢慢加入水,直至支架两端在水平位置 为止。
③将小桶中的食用油和水分别倒入量筒中,测得食用油和水的体积分别为V、V。
1 2
④食用油密度的表达式ρ= 。(用已知量和测量量表示,已知水的密度为ρ )
水
四、综合题
19.(2024·广东·模拟预测)音乐喷泉(图甲)是集声光电技术于一体的装置,一方面通过电脑采集音乐的声
音频率特征,并将其转化为控制信号,控制水泵喷出水柱,形成喷泉;另一方面,让红、绿、蓝三种色灯照射
到水柱上,通过电脑控制三种色灯亮暗让水柱变换颜色,呈现美轮美奂的视觉效果。如图乙为控制喷泉工作的
模拟电路,控制电路电源电压U。呈周期性变化(如图丙所示),定值电阻R=2 ,E为具有特殊功能的电
a 1
子元件,当U<6V时,电路中没有电流通过;当U≥6V时,E两端电压恒为6V。当线圈中通过的电流I≥2A时,
a a
电磁继电器衔铁被吸下,水泵启动喷水。
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(1)物理学上把红、绿、蓝三种色光叫做光的 ;
(2)图乙中水泵主要部件是电动机,电动机是利用 选填(“电流的磁效应”、“磁场对电流的作
用”或“电磁感应现象”)来工作的;
(3)喷泉喷出水柱在空中形成水雾,这水雾在空中飞舞 (选填:“属于”或“不属于”)分子扩散
现象;
(4)如图甲为红绿蓝三种色光混合后的示意图,某段时间喷泉一组色灯的红、绿、蓝色灯亮暗变化规律如图乙,
图中第10~15s喷泉的颜色是 ;
(5)t=3s时,线圈中通过的电流是 A;
(6)已知水泵每秒可喷出水的体积为5×10﹣3m3,在图戌中画出0~12s水泵喷水的总质量m随时间的变化曲线
(ρ =1×103kg/m3,g=10N/kg)
水
30